DE873251C - Doppeltwirkende Fluessiggaspumpe - Google Patents

Description

• Doppeltwirkende Flüssiggaspumpe Es sind Pumpen für verflüssigte tiefsiedende Gase, wie Sauerstoff, Stickstoff u. a., bekannt, die .die Flüssigkeit aus Vorratsbehältern in andere Aufnehmer fördern, sei es nur zur Umfüllung, also unter Erhaltung des flüssigen Aggregatzustandes geigen verhältnismäßig geringen Überdruck, sei es unter Umwandlung aus der flüssigen. in die gasförmige Phase gegen: .mehr oder weniger hohen Gegendruck, z. B. in Stahlflaschen.
• Die bekannten Pumpen für Hochdruck sind durchweg einfach wirkend., vornehmlich um Hochdruckstopfbüchsen zu vermeiden.. Die Schwierigkeiten, Hochdruckstopfbüchsen im Betrieb ständig dicht zu halten, werden hier nämlich noch durch die unvermeidliche Einwirkung der Tieftemperatur wesentlich enhbht, weil alle schmierenden Substanzen fest werden. Für den Betrieb mit hochgespanntem Sauerstoff können sie sogar wegen der Explosionsgefahr überhaupt nicht in Betracht gezogen wenden.. Gewisse Sorten von Graphit. sind zwar an sehbrauchbar, ihre Schmiereigenschaften jedoch gering.
• Ein weiterer Übelstand liegt darin, daß die eine Zylinderseite durchsetzende Kolbenstange einen unverhältnismäßig großen Teil des Zylindervolumens beansprucht, so daß die erreichbare Förderleistung dieser Zylinderseite in keinem Verhältnis zu den Schwierigkeiten. steht, die sich aus den oben geschilderten Umständen für Konstruktion und Betrieb ergeben. Außerdem führt eine den Zylinderraum durchsetzende Kolbenstange eine sehr große Wärmemenge zu, wodurch während der Zylinderfüllung ein Teil der zu fördernden Flüssigkeit verdampft und so der volumetrische Wirkungsgrad erheblich ;herabgesetzt wird.
• Dies wirkt sich auch bei den vorerwälhnten Niederdruckpumpen aus, wenn auch in geringerem Maß, weshalb in allen Fällen die Kolbenstange übermäßig lang: ausgeführt werden muß. Lange Kolbenstangen aber mit direktem Angriff am Kolben 'haben den Hauptnachteil, daß die unvermeidlichen Abweichungen von der idealen Form bei der Fertigung führender Teile, unter Last auftretende Formänderungen. usw.sich am Kolbenangriff auf ein Vielfaches gesteigert auswirken- und so, das schädliche Verkanten des Kolbens im Zylinder unter einseitigem Andruck erhöhen:. Dies trifft auch dann. zu, wenn die Kolbenstange am Kolben gelenkig befestigt wird. Das Verkanten des Kolbens aber fällt hier besonders aus folgendem Grunde ins Gewicht: Da man wegen der Tieftemperatur im Zylinder keine Schmierung anwenden kann, laufen die Kolben völlig trocken und sind deshalb hohem Verschleiß unterworfen. Kolbenringe verschiedenster Bauart haben sich aus verschiedenen Gründen nicht bewahrt, und es blieb daher praktisch: nur ,der Ausweg, die Kdlben mit 'sehr geringem Spiel (etwa o,o2 bis 0,03 mm) im Zylinder laufen zu lassen, um während des Arbeitshubes den Rückstrom, von zu fördernder Flüssigkeit aus dem Druckraum: tunlichst hintren zu halten. Ferner muß wegen des Trockenlaufes die feinste erreichbare Oberßächen bearbeitung bei Zylinder und Kolben. Anwendung finden. Der Verschleiß an Kolben und Zylinder wird naturgemäß -durch stark verkanteten. Kolben und damit verbundehern einseitigen Andruck stark erhöht.
• Die Erfindung besteht in einer. doppeltwirkenden Flüssiggaspumpe, bei der die Kobenstange aus dem Zylinderraum herausverlegt ist. Der Kolben wird also frei laufend aufgehängt. Die Kolbenstange wird durch eine Niederdrueks.topibüchse geführt, die nur gegen den Druck des Flüssigkeitseinlaßraumes abdichtet. Zweckmäßig verwendet-man zwei Kolbenstangen, die beiderseits der Kolbenmitte zentral. und diametral angreifen.
• Fig. i stellt, teilweise im. Schnitt, einen isolierten Vorratsbehälter für die zu fördernde Flüssigkeit mit Pumpenaggregat gemäß der Erfindung dar, Fig.2 einen SchnittA-B durch Kolben und Zylinder einer Ausführungsform der Erfindung.
• Aus dem Vorratsbehälter i läuft die zu fördernde Flüssigkeit (verflüssigtes Gas) durch Rohr 2, Ventil, 3 und die gleichfalls isolierte Leitung q. :dem isolierten Flüssigkeitsbehälter (Brunnen) 5 zu, in dem der Pumpenzylinder 6 eingedichtet ist.
• Zwei beiderseitig außerhalb des Zylinders 6 mit ihm. ,parallel laufende Kolbenstangen 7 durchsetzen ,die Wand des Brunnens 5 und des ihn umgebenden Isolationsbehälters 8 ,durch die Niederdr-uckstopfbüchse 9 uncl sind am Kreuzkopf io eines Getriebes ii mit Antriebsmotor 12 angelenkt. Der Brunnen 5 ist in seinem oberen Scheitel durch das Rofhr, 13 mit Sicherheitsventil 2q. über Albsperrventil 14 mit dem oberen Scheitel des Vorratsbehälters i verbunden, so daß bei geöffnetem Ventil 1q. die Verdampfungsprodukte des Brunnens 5, hervorgerufen durch die unvermeidliche Wärmeeinströmung sowie solche Verdampfun:gsprodukte, die beim Rückgang des Kolbens 2o und 'bei der Neufüllung der Arbeitsräume des Zylinders 6 in diesen entstehen, durch die Einlaßschlitze und den Brunnen 5 in den Gasraum. über der Flüssigkeit im Vorratsbehälter i entweichen können. Dabei stellt sich natürlich Kommunikation .der Flüssigkeit in i und 5 ibzw. 13 ein, und .der Zylinder 6 ist ständig von zu fördernder Flüssigkeit umgeben, sofern, die Anordnung so vorgenommen ist, daß die Zylinderoberkante unter dem unteren Scheitel von i liegt. Selbstverständlich kann die Pumpe auch in anderer Anordnung arbeiten, z. B. nach Patent 7o5 531 mit Regulierung ,des Flüssigkeitszustromes durch Sz'hwimmerventi'1 od. dgl. und Abführung der Verdampfungsprodukte des Brunnens, 5 in Gasometer bzw. ins Freie.
• Die jeweilige Füllung der beiden Arbeitsräume des Zylinders 6 mit zu fördernder Flüssigkeit geschieht in an sich bekannter Weise durch Einlaßschlibze i5, der. Ausstoß unter Druck über die Rückschlagventile 16, die zweckmäßig .in beide Enden des Zylinders 6 eingesetzt werden, in die Leitungen, i7,. die, in einer Sammelleitung 18 vereinigt, überRückschlagventil i9 zu den zu füllenden Aufnehmern führen.
• In der Ausführungsform der Fi.g. 2 sind -die Bezeichnungen der oben beschriebenen Fig. i übernommen.
• Der Kolben 2o hat ein Vierkantloch zur Aufnahme des, an. beiden Stirnseiten balli@gen Kolbenbolzens 22, an dessen Enden außerhalb .des Zylinders 6 die beiden Kolbenstangen 7 derart angelenkt sind, daß ;geringe unvermeidliche Fertigungs-und Zusarnmenbaufenler sich automatisch kompensieren können, z. B. wird eine -kleine Differenz in .den 'Kol..benstangenlä@ngen sich nur in einer geringfügigenVerschiebung des zentralen Auflagepunktes der ballig ausgeführten Stirnseite des Kolbenzapfens auswirken. Auf diese Weise ist Gewähr dafür geboten, :daß ,der Kolben 2o ohne nennenswerten einseitigen Andruck bei geringster Verkantungsmöglichkeit im Zylinder 6 läuft.
• Die von der Außenluft durch die Stangen 7 einströmende Wärme wird bereits in der denZylinder 6 umgebenden zu fördernden Flüssigolkeit imBrunnen 5 von verdampfender Flüssigkeit aufgenommen und gelangt gar nicht an den Zylinder _6 und Kolbenaa.
• Die für den Hinund ,ergang des die Zylinderwand durchsetzenden Kolbenbolzens 22 erforderlichen beiden Laufschlitze 23 dienen dbenfalls als Ei@nlaufschlitze wie 15.
• Naturgemäß können die Merkmale der vorliegenden Erfindung auch auf Pumpen anderer Bauart sinngemäß Anwendung finden, z. B. bei solchen -mit Einlaßventilen an Stelle der hier genannten -Einlaßschll.itze usw.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Doppeltwirkende Flüssiggaspumpe, dadurch gekennzeichnet,..daß der Kolben durch eine oder ,mehrere außerhalb des Zylinders laufende Kolbenstangen -bewegt wird.. a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfbüchsen .der Kol@benstangen in Zonen niederen Druckes liegen. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral und symmetrisch in Kolbenmitte am Kolbenbolzen angreifende Kolbenstangen den Kolben bewegen. q.. Vorrichtung nach Anspruch, i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenibollzen., welcher den Kolben und. Zylinder durchsetzt, mit Spiel und drehbar an zwei an seinem Ende angreifenden Kolbenstangen befestigt ist und durch ballige Ausbildung seiner Stirnseiten eine zentrale Auflage innerhalb des Kolbens gewährleistet. 5. Pumpe nach. Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, d.aß die Laufschlitze für den die Zylinderwand durchsetzenden Kolbenbolzen gleichzeitig als Füllschlitze für die Arbeitsräume des Zylinders dienen. 6. Pumpe nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderoberkante unterhalb des unteren Scheitels des Vorratsbehälters angeordnet ist, der Zulauf der zu fördernden Flüssigkeit vom unteren Scheitel des Vorratsbehälters und die Ableitung unvermeidlicher Verdampfungsprodwkte aus dem Zylinder und dem ihn umgebenden Flüssigkeitsbrunnen zum oberen Scheitel des Vorratsbehälters erfolgt.